黄元林， 孙晓峰

(装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系， 北京 100072)

20钢热浸镀铝工艺及力学性能研究

黄元林， 孙晓峰

(装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系， 北京 100072)

为提高20钢的防腐、耐热及抗高温氧化性能，以6%KF+2%ZnCl2为助镀剂，在其表面形成热浸镀铝镀层，采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)、HVS-1000显微硬度计和Nano-2000 纳米压痕仪等对该镀层分别进行了表面形貌与组织结构观察、显微硬度与纳米硬度测量及弹性模量测量等。结果表明：该镀层由表层的铝层及次表层的铁铝合金层组成，表面及剖面均无开裂与漏镀现象，镀层与基体之间为冶金结合；随着浸镀时间的延长，铝层厚度变化不明显，而铁铝合金层厚度呈抛物线增长；测得铝层显微硬度为57.6HV0.03，纳米硬度为2.3GPa，铁铝合金层的显微硬度为781.5HV0.1，纳米硬度为9.2GPa；铁铝合金层与20钢基体弹性模量基本相当，其平均值均为223GPa。

20钢； 热浸镀铝； 硬度； 显微结构

钢铁表面热浸镀铝是将钢铁材料或零件浸入铝液中，在钢铁表面形成铁铝扩散层及镀液层[1-2],从而提高其耐腐蚀[3-4]、耐热及抗高温氧化等诸多性能[5-6]。笔者采用熔剂法研究20钢在纯铝镀液中热浸镀铝工艺，并采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)、显微硬度计等表征手段检测分析浸铝镀层剖面的组织结构及显微硬度等，为该技术的推广应用提供科学的参考依据。

1 实验部分

1.1 实验材料与方法

选用20钢为基体材料,试块尺寸为20mm×30mm×4mm，试样表面经磨床和砂纸打磨至表面粗糙度Ra≈0.1μm。热浸镀原料为纯铝锭(ω(Al)≥99.5%)。热浸镀加热设备为井式电阻炉，将纯铝锭放在铁坩埚里加热到设定温度730 ℃，浸镀时间为1～6min。……